Kaitinamųjų lempų charakteristikų apžvalga. Elektrinės kaitrinės lempos įtaisas

Pasirodo, elektros srove šildomas kūnas gali ne tik skleisti šilumą, bet ir švytėti. Pirmieji šviesos šaltiniai veikė būtent tokiu principu. Pažiūrėkime, kaip veikia kaitrinė lempa – plačiausiai naudojamas apšvietimo prietaisas pasaulyje. Ir nors laikui bėgant jį teks visiškai pakeisti kompaktiniais fluorescenciniais (energiją taupančiais) ir LED šviesos šaltiniais, žmonija be šios technologijos neišsivers dar ilgai.

Kaitinamosios lempos dizainas

Pagrindinis lemputės elementas yra spiralė, pagaminta iš ugniai atsparios medžiagos – volframo. Norėdami padidinti jo ilgį ir, atitinkamai, atsparumą, jis susukamas į ploną spiralę. Jis nematomas plika akimi.

Spiralė sumontuota ant atraminių elementų, kurių išoriniai yra skirti pritvirtinti galus elektros grandinė. Jie pagaminti iš molibdeno, kurio lydymosi temperatūra yra aukštesnė už įkaitusio gyvatuko temperatūrą. Vienas iš molibdeno elektrodų yra prijungtas prie srieginės pagrindo dalies, o kitas - prie jo centrinio gnybto.

Molibdeno laikikliai laiko volframo spiralę

Oras buvo išpumpuotas iš stiklinės kolbos. Kartais vietoj oro į vidų pumpuojamos inertinės dujos, pavyzdžiui, argonas arba jo mišinys su azotu. Tai būtina norint sumažinti vidinio tūrio šilumos laidumą, dėl to stiklas yra mažiau jautrus kaitinimui. Be to, ši priemonė apsaugo nuo gijos oksidacijos. Gaminant lempą, oras išpumpuojamas per dalį lemputės, kuri vėliau yra paslėpta ant pagrindo.

Kaitinamosios lempos veikimo principas pagrįstas kaitinamojo siūlelio kaitinimu elektros srove iki temperatūros, kurioje ji pradeda skleisti šviesą į aplinkinę erdvę.

Kaitinamosios lempos gali būti gaminamos nuo 15 iki 750 W galios. Priklausomai nuo naudojamos galios skirtingų tipų srieginiai pagrindai: E10, E14, E27 arba E40. Dekoratyvinėms, signalinėms ir foninio apšvietimo lempoms naudojami BA7S, BA9S, BA15S lizdai. Sumontuoti tokie gaminiai įstrigo kasetės viduje ir pasukami 90 laipsnių kampu.

Be įprastos kriaušės formos, gaminami ir dekoratyviniai šviestuvai, kurių lemputė yra žvakės, lašo, cilindro ar rutulio formos.

Šviestuvas su lempute, kuri neturi dangos, šviečia gelsva šviesa, kompozicija labiausiai primena saulės šviesą. Bet kai taikoma vidinis paviršius stiklo specialios dangos jis gali tapti blyškus, raudonas, geltonas, mėlynas arba žalias.

Įdomus atspindinčios kaitrinės lempos dizainas. Ant jos lemputės dalies padengiamas atspindintis sluoksnis. Dėl to dėl atspindžio nuo jo šviesos srautas perskirstomas viena kryptimi.

Kaitinamųjų lempų privalumai

Svarbiausias privalumas naudojant kaitrines lemputes yra jų gamybos paprastumas ir atitinkamai kaina. Lengviau šviestuvas neįmanoma sugalvoti.

Šviestuvai gaminami adresu platus asortimentas galia ir bendri matmenys. Visi kiti šiuolaikiniai šaltiniaiŠviestuvuose yra įtaisai, paverčiantys maitinimo įtampą į jų veikimui reikalingą vertę. Nors juos pavyksta įsprausti į standartą bendri matmenys lemputes, tačiau tuo pačiu metu dizainas tampa sudėtingesnis, įrenginyje daugėja dalių. Ir tai ne visada pagerina sąnaudų ir patikimumo rodiklius. Kaitinamųjų lempų perjungimo grandinė nereikalauja jokių papildomų elementų.

LED lempos pakeitė įprastas lempas kaip nešiojamus prietaisus: nešiojamus šviesos šaltinius, maitinamus iš baterijų ir įkraunamų baterijų. Esant vienodai šviesos srautui, jie sunaudoja mažiau srovės, o bendri LED matmenys yra net mažesni nei anksčiau žibintuose naudotų lempučių. Taip ir įtraukta Kalėdų eglutės girliandos jie dirba sėkmingiau.

Verta paminėti dar vieną privalumą, būdingą kaitrinėms lemputėms – jų liuminescencijos spektras yra arčiausiai saulės nei visų kitų. dirbtiniai šaltiniai Sveta. Ir tai yra didelis pliusas regėjimui, nes jis pritaikytas būtent saulei, o ne vienspalviams šviesos diodams.

Dėl įkaitusio siūlelio šiluminės inercijos šviesa iš jo praktiškai nepulsuoja. To negalima pasakyti apie spinduliuotę iš kitų prietaisų, ypač liuminescencinių, kuriuose kaip balastas naudojamas įprastas induktyvumas, o ne puslaidininkinė grandinė. O elektronika, ypač pigi, ne visada tinkamai nuslopina bangavimą iš tinklo. Tai taip pat turi įtakos regėjimui.

Tačiau pulsuojantis puslaidininkinių prietaisų, naudojamų šiuolaikinėse lemputėse, veikimo pobūdis gali pakenkti ne tik sveikatai. Masinis jų naudojimas veda prie staigus pokytis iš tinklo suvartojamos srovės forma, kuri galiausiai turi įtakos įtampos formai. Jis taip pasikeičia, palyginti su originalu (sinusiniu), kad turi įtakos kitų elektros prietaisų veikimo kokybei tinkle.

Kaitinamųjų lempų trūkumai

Reikšmingas kaitinamųjų lempučių trūkumas, trumpinantis jų tarnavimo laiką, yra priklausomybė nuo maitinimo įtampos vertės. Didėjant įtampai, siūlas greičiau susidėvi. Lempos gaminamos skirtingoms šio parametro reikšmėms (iki 240 V), tačiau esant nominaliajai vertei, jos šviečia prasčiau.

Sumažėjus įtampai, smarkiai pasikeičia švytėjimo intensyvumas. O vibracijos dar blogiau veikia apšvietimo įrenginį su staigiais svyravimais, lempa gali perdegti.

Tačiau blogiausia yra tai, kad kaitinimo siūlelis yra skirtas ilgas darbasįkaitintoje būsenoje. Jį kaitinant varža didėja. Todėl įjungimo momentu, kai siūlas yra šaltas, jo varža yra daug mažesnė nei to, kurioje atsiranda švytėjimas. Dėl to užsidegimo momentu neišvengiamas srovės padidėjimas, dėl kurio išgaruoja volframas. Kaip daugiau kiekioįsijungia – tuo trumpiau lempa tarnaus.

Įtaisai, skirti sklandžiai užvesti arba leidžiantys reguliuoti švytėjimo ryškumą plačiame diapazone, padeda ištaisyti situaciją.

Svarbiausias kaitrinių lempučių trūkumas – mažas jų efektyvumas. Didžioji dalis elektros energijos (iki 96%) išleidžiama nenaudingam aplinkos oro šildymui ir spinduliuotei infraraudonajame spektre. Nieko negalima padaryti - tai yra kaitrinės lempos veikimo principas.

Na, dar vienas dalykas: kolbos stiklinę lengva išdaužti. Tačiau skirtingai nuo kompaktinių liuminescencinių lempų, kurių viduje yra nedidelis kiekis gyvsidabrio garų, sugedusi kaitinamoji lempa, neskaitant galimo įpjovimo, savininkui jokiu būdu nekelia grėsmės.

Halogeninės lempos

Kaitinamosios lempos perdegimo priežastis yra laipsniškas volframo, iš kurio gaminamas siūlas, išgaravimas. Jis tampa plonesnis, o įjungus kitas srovės padidėjimas ištirpsta ploniausioje vietoje.

Halogeninės lempos, užpildytos bromo arba jodo garais, yra skirtos pašalinti šį trūkumą. Degdamas išgaravęs volframas susijungia su halogenu. Susidariusi medžiaga negali nusėsti ant kolbos sienelių ar kitų santykinai šaltų vidinių paviršių.

Netoli kaitinimo siūlelio volframas pašalinamas iš jungties, veikiamas temperatūros, ir grąžinamas į savo vietą.

Halogenų naudojimas išsprendžia dar vieną problemą: galima pakelti ritės temperatūrą, padidinant šviesos galią ir sumažinant apšvietimo įrenginio dydį. Todėl, esant tokiai pačiai galiai, halogeninių lempų matmenys yra mažesni.

Apibrėžimas
- šviesos šaltinis, kuris elektros srovės, einančios per lempos spiralę, energiją paverčia šiluma ir šviesa. Remiantis jų fizine prigimtimi, yra dviejų tipų spinduliuotė: šiluminė ir liuminescencinė.
Šiluminė spinduliuotė yra šviesa, kurią skleidžia
šildant kūną. Naudojamas šiluminė spinduliuotė Remiantis elektrinių kaitinamųjų lempų švytėjimu.
Privalumai ir trūkumai

Kaitinamųjų lempų pranašumai:
įjungus, jie užsidega beveik akimirksniu;
turėti mažus dydžius;
jų kaina nedidelė.

Pagrindiniai kaitinamųjų lempų trūkumai:
lempos turi akinantį ryškumą, kuris neigiamai veikia žmogaus regėjimą, todėl reikia naudoti atitinkamas jungiamąsias detales, kurios riboja akinimą;
turi trumpą tarnavimo laiką (apie 1000 valandų);
Didėjant maitinimo įtampai žymiai sumažėja lempų tarnavimo laikas.

Šviesos efektyvumas kaitinamosios lempos, apibrėžiamos kaip matomo spektro spindulių galios ir elektros tinklo suvartojamos galios santykis, yra labai mažas ir neviršija 4 proc.

Taigi, pagrindinis kaitinamųjų lempų trūkumas yra mažas jų šviesos srautas. Juk tik maža dalis to, ką jie suvartoja elektros energija virsta matomos spinduliuotės energija, likusi energija virsta lempos skleidžiama šiluma.

Veikimo principas.

Kaitinamųjų lempų veikimo principas pagrįstas elektros energijos, einančios per kaitrinį siūlą, pavertimu šviesa. Įkaitusio kaitinamojo siūlo temperatūra siekia 2600...3000 "C. Bet lempos siūlelis nesitirpsta, nes volframo lydymosi temperatūra (3200...3400 °C) viršija kaitinamojo siūlo temperatūrą. Kaitinamųjų lempų spektras skiriasi nuo dienos šviesos spektras, vyraujant geltonojo ir raudonojo spektro spinduliams.
Kaitinamųjų lempų lemputės ištraukiamos arba užpildomos inertinėmis dujomis, kurių aplinkoje volframo siūlas nesioksiduoja: azoto; argonas; kriptonas; azoto, argono, ksenono mišinys.

Kaitinamųjų lempų projektavimas ir veikimas

Kaitrinė lempa (pav.) šviečia, nes ugniai atsparios volframo vielos siūlelis kaitinamas per jį tekančia srove. Kad spiralė greitai neišdegtų, iš stiklinio cilindro išpumpuojamas oras arba balionas užpildomas inertinėmis dujomis. Spiralė pritvirtinama prie elektrodų. Vienas iš jų yra prilituotas prie metalinės pagrindo įvorės, kitas - prie metalinės kontaktinės plokštės. Izoliacija juos skiria. Vienas iš laidų yra prijungtas prie pagrindo įvorės, o kitas - prie kontaktinės plokštės, kaip parodyta Fig. Tada srovė, įveikiama elektrinė varža NITI jį įkaitina.

Kaitinamųjų lempų pavadinimai

Kaitinamųjų lempų žymėjime raidės reiškia: B - vakuumas; G - užpildytas dujomis; B - dviguba spiralė; BC - dvigubas spiralinis kriptonas (turi padidintą šviesos srautą ir mažesnius matmenis, palyginti su lempomis B, B ir D, bet yra brangesnis); DB - difuzinis (su matiniu atspindinčiu sluoksniu lemputės viduje); MO - vietinis apšvietimas.

Po raidžių yra dvi skaičių grupės. Jie nurodo lempos įtampos diapazoną ir galią.

Pavyzdys. „V 220...230-25“ reiškia įtampą 220...230 V, galią 2-5 W. Nuorodoje taip pat gali būti nurodyta lempos pagaminimo data, pavyzdžiui, IX 2005 m.

Lempos, kurių galia iki 150 W, gaminamos: bespalviuose skaidriuose cilindruose (lempų šviesos srautas nemažėja); iš vidaus apšalusiuose cilindruose (lempų šviesos srautas sumažėja 3 proc.); opalinėse kolbose; pieno spalvos cilindrai (lempų šviesos srautas sumažintas 20%).
Lempos, kurių galia iki 200 W, gaminamos tiek su srieginiais, tiek su standartiniais kaiščių pagrindais. Didesnės nei 200 W galios lempos yra tik su srieginiais pagrindais. Didesnės nei 300 W galios lempos yra su 40 mm skersmens pagrindu.

Standartinių kaitinamųjų lempų pavyzdžiai

Kaitinamųjų lempų pavyzdžiai parodyti fig. 2. Pav. 2.a,b - tos pačios galios lempos, bet pav. 2.a - dujomis užpildytas argonu, o pav. 2.b - su kriptono užpildu (kriptonu). Kriptoninės lempos matmenys yra mažesni. Lempa pav. 2. in primena žvakę. Tokios lempos dažnai naudojamos sietynuose ir sieniniai šviestuvai. Fig. 2.d, e, f rodo atitinkamai bispiralę, bispiralinę kriptoną ir veidrodinę lempą.

Legendines Iljičiaus lemputes galima vadinti žanro klasika, apšvietimo šaltinių „dinozaurais“, nes patentas jų sukūrimui buvo priimtas dar 1879 m. Toliau apžvelgsime pagrindinius techninės specifikacijos kaitrines lempas, tipus, taip pat jų naudojimo kasdieniame gyvenime privalumus ir trūkumus.

Kaitinamosios lempos įtaisą sudaro stiklinė lemputė, kurioje yra volframo siūlelis ir inertinės dujos (ksenonas, kriptonas arba argonas). Siūlas sumontuotas ant specialių atramų ir elektrodų, per kuriuos jis praeina elektros srovė(dizainą galite aiškiai matyti aukščiau esančiame paveikslėlyje). Kai pagrindas įsukamas į lizdą, elektra pereina į volframo siūlą, kuris įkaista ir skleidžia šviesą. Tai yra elektros lemputės veikimo principas.

Būdingas

Pagrindinės kaitrinės lempos techninės charakteristikos:

galios diapazonas - nuo 25 iki 150 W (už buitiniam naudojimui) iki 1000 W;
volframo gijos temperatūra 3000 laipsnių ribose;
šviesos efektyvumas – nuo 9 iki 19 Lm/1 W (pvz., 40 W kaitrinės lempos šviesos srautas gali svyruoti nuo 415 iki 460 Lm);
vardinė įtampa - 220-230 V ir 127 V;
dažnis – 50 Hz;
pagrindo dydis – 14 mm (E14), 27 mm (E27) ir 40 mm (E40);
tarnavimo laikas arba tiesiog tarnavimo laikas - esant normaliai įtampai apie 1000 valandų (220 V) ir 2500 valandų (127 V);
pagrindas – srieginis, kaištis, vieno ir dviejų kaiščių.

Buitinių kaitinamųjų lempų techninės charakteristikos:

Mes sutvarkėme parametrus, o dabar pakalbėkime apie veisles.

Veislės

Šiandien yra daugybė lempučių, kurios skirstomos pagal šiuos kriterijus:

kolbos forma (sferinė, cilindrinė, vamzdinė, sferinė ir kt.);
kolbos danga (skaidri, veidrodinė, matinė);
paskirtis (bendra, vietinė, kvarco halogenidas);
kolbos užpildas (vakuuminis, argonas, ksenonas, kriptonas, halogenas ir kt.).

Pažvelkime į populiariausių kaitinamųjų lempų tipų nuotraukas ir charakteristikas.

Skaidrus yra labiausiai paplitęs variantas. Tokie produktai yra pigiausi ir mažiausiai veiksmingi, nes... šviesos srautas išsisklaido netolygiai. Permatomų lempučių trūkumas yra tas, kad šviesa "patenka" į akis. Veidrodinės kolbos yra efektyvesnės, nes... danga sukuria kryptingą šviesos srautą. Tokie gaminiai populiarūs apšviečiant vitrinas ir prekybos patalpas. Dėl matinių apšvietimas tampa švelnesnis ir labiau išsklaidytas, todėl sukuriamas palankiomis sąlygomis darbui ir poilsiui su įjungtomis šviesomis. Vietiniai apšvietimo gaminiai veikia esant 12-24-38 voltų įtampai, kuri yra būtina norint sukurti saugias sąlygas darbas. Tokie šviesos šaltiniai gali būti naudojami apšvietimui patikrinimo anga adresu .

Žymėjimas

Kaitinamųjų lempų ženklinimas yra toks: Pirmoji raidės dalis yra dizaino ypatybė ir fizines savybes produktai (B – argono dviguba spiralė, B – vakuuminė, G – dujomis užpildyta argono monospiralė, BC – dviguba spiralė kriptonas, ML – pieninėje kolboje, MT – matinė kolba, O – opalinė kolba). Antroji raidės dalis yra gaminio paskirtis (Zh - geležinkelis, SM - lėktuvas, KM - skirstomasis skydas, A - automobilis, PZh - prožektorius). Pirmoji skaitmeninė dalis yra vardinė įtampa ir galia. Antroji skaitmeninė dalis yra taisymo numeris. Pavyzdžiui, žymėjimas B235 - 245-60 reiškia, kad gaminys yra dvigubas spiralinis, veikia 245 V įtampa ir 60 W galia.

Privalumai

Pagrindinis kaitinamųjų lempų privalumas – mažiausia gaminių kaina lyginant su konkurentais (LED ir kt.). Be to, yra keletas kitų privalumų, dėl kurių verta rinktis šiuos šviesos šaltinius:

Gali normaliai dirbti, kai žemos temperatūros, dėl kurių jie naudojami, kai.
Esant nedideliems įtampos šuoliais, gaminys nesugenda.
Jie veikia net esant labai žemai įtampai (sumažės tik šviesos intensyvumas).
Produktų įvairovė ir galingumas yra platus, todėl galite pasirinkti tai, kas atitinka jūsų poreikius. tam tikromis sąlygomis operacijos produktas.
Gali normaliai veikti esant didelei drėgmei.
Prisijunkite prie tinklo be papildomos įrangos.
Saugumu jie pranašesni už dujomis įkraunamus šviesos šaltinius.

Kaitinamosios lempos struktūros analizė (1 pav. A) nustatome, kad pagrindinė jo struktūros dalis yra gijų korpusas 3 , kuris veikiamas elektros srovės įkaista tol, kol atsiranda optinė spinduliuotė. Lempos veikimo principas iš tikrųjų yra pagrįstas tuo. Kaitinamojo siūlo korpusas tvirtinamas lempos viduje naudojant elektrodus 6 , paprastai laikantis jo galus. Per elektrodus elektros srovė taip pat tiekiama į kaitinimo siūlelio korpusą, tai yra, jie taip pat yra vidinės gnybtų jungtys. Jei kaitinamojo siūlo korpuso stabilumas yra nepakankamas, naudojami papildomi laikikliai 4 . Laikikliai tvirtinami ant stiklinio strypo litavimo būdu 5 , vadinamas lazdele, kurios gale yra sustorėjimas. Stulpelis siejamas su sudėtinga stiklo dalimi – kojele. Koja, parodyta 1 paveiksle, b, susideda iš elektrodų 6 , lėkštės 9 , ir shtengel 10 , kuris yra tuščiaviduris vamzdis, per kurį iš lempos lemputės išpumpuojamas oras. Bendras ryšys tarp tarpinių gnybtų 8 , strypai, plokštės ir strypai sudaro ašmenis 7 . Sujungimas atliekamas išlydant stiklo dalis, kurios metu padaroma išmetimo anga 14 jungiantis vidinę evakuacinio vamzdžio ertmę su lempos lemputės vidine ertme. Tiekti elektros srovę į kaitinimo siūlą per elektrodus 6 naudoti tarpinį 8 ir išorines išvadas 11 , sujungti vienas su kitu elektriniu suvirinimu.

1 pav. Elektros kaitrinės lempos struktūra ( A) ir jos kojos ( b)

Izoliuoti kaitinamojo siūlo korpusą, taip pat kitas lemputės dalis, iš išorinę aplinką, taikoma stiklinė kolba 1 . Oras iš kolbos vidinės ertmės išpumpuojamas, o vietoj to pumpuojamos inertinės dujos arba dujų mišinys. 2 , po to strypo galas pašildomas ir sandarinamas.

Norėdami tiekti elektros srovę į lempą ir pritvirtinti ją elektros lizde, lempoje yra pagrindas 13 , kuris pritvirtintas prie kolbos kaklelio 1 atliekama naudojant uždengimo mastiką. Lempos laidai yra lituojami į atitinkamas pagrindo vietas. 12 .

Lempos šviesos pasiskirstymas priklauso nuo to, kaip yra kaitinimo siūlelio korpusas ir kokia jo forma. Bet tai taikoma tik lempoms su skaidriomis lemputėmis. Jeigu įsivaizduosime, kad siūlelis yra vienodai ryškus cilindras ir iš jo sklindančią šviesą projektuojame į plokštumą, statmeną didžiausiam šviečiančio siūlelio arba spiralės paviršiui, tai ant jo atsiras didžiausias šviesos stiprumas. Todėl sukurti reikalingos kryptysšviesos jėgos, in įvairaus dizaino lempoms, kaitinimo siūlams suteikiama tam tikra forma. Kaitinamųjų siūlų formų pavyzdžiai parodyti 2 paveiksle. Tiesus nespiralinis siūlas modernios lempos kaitrinė lempa beveik nenaudojama. Taip yra dėl to, kad padidėjus kaitinamojo siūlo korpuso skersmeniui, šilumos nuostoliai per dujas, pripildančias lempą, mažėja.

2 pav. Kaitinamojo siūlo korpuso konstrukcija:
A- aukštos įtampos projekcinė lempa; b- žemos įtampos projekcinė lempa; V- užtikrinti vienodai ryškų diską

Daug siūlinių kūnų yra suskirstyti į dvi grupes. Pirmoji grupė apima lempose naudojamus kaitinamųjų siūlų korpusus bendros paskirties, kurio konstrukcija iš pradžių buvo sumanyta kaip spinduliuotės šaltinis, turintis vienodą šviesos intensyvumo pasiskirstymą. Tokių lempų projektavimo tikslas – pasiekti maksimalų šviesos efektyvumą, kuris pasiekiamas sumažinus laikiklių, per kuriuos kaitinamas siūlas, skaičių. Antrajai grupei priklauso vadinamieji plokšti kūnai gijos, kurios atliekamos lygiagrečių spiralių pavidalu (galingomis aukštos įtampos lempos), arba plokščių spiralių pavidalu (mažos galios, žemos įtampos lempose). Pirmasis dizainas pagamintas iš didelis skaičius molibdeno laikikliai, kurie tvirtinami specialiais keraminiais tilteliais. Ilgas siūlas dedamas į krepšelio formą, taip išgaunant didelį bendrą ryškumą. Kaitinamosiose lempose, skirtose optinėms sistemoms, kaitinamųjų siūlų korpusai turi būti kompaktiški. Norėdami tai padaryti, gijų korpusas susukamas į lanką, dvigubą arba trigubą spiralę. 3 paveiksle pavaizduotos šviesos stiprio kreivės, kurias sukuria įvairių konstrukcijų gijų kūnai.

3 pav. Kaitinamųjų lempų su skirtingais kaitinamųjų siūlų korpusais šviesos stiprio kreivės:
A- lempos ašiai statmenoje plokštumoje; b- plokštumoje, einančioje per žibinto ašį; 1 - žiedinė spiralė; 2 - tiesi ritė; 3 - spiralė, esanti ant cilindro paviršiaus

Reikiamas kaitinamųjų lempų šviesos stiprio kreives galima gauti naudojant specialias lemputes su atspindinčia arba difuzine danga. Atspindinčių dangų naudojimas ant tinkamos formos lemputės leidžia pasiekti didelę šviesos intensyvumo kreivių įvairovę. Šviesą atspindinčios dangos lempos vadinamos veidrodinėmis lempomis (4 pav.). Jei reikia užtikrinti ypač tikslų šviesos paskirstymą veidrodinėse lempose, naudojamos lemputės pagamintos presavimo būdu. Tokios lempos vadinamos priekinių žibintų lempomis. Kai kurių konstrukcijų kaitrinių lempų lemputėse yra metaliniai atšvaitai.

4 pav. Veidrodinės kaitrinės lempos

Kaitinamosiose lempose naudojamos medžiagos

Metalai

Pagrindinis kaitinamųjų lempų elementas yra kaitinamojo siūlo korpusas. Kaitinamojo siūlelio korpusui gaminti patartina naudoti metalus ir kitas elektroninio laidumo medžiagas. Tokiu atveju, praleidžiant elektros srovę, kūnas įkais iki reikiamos temperatūros. Kaitinamojo siūlelio korpuso medžiaga turi atitikti daugybę reikalavimų: turėti aukštą lydymosi temperatūrą, plastiškumą, leidžiantį traukti įvairaus skersmens vielą, įskaitant ir labai mažą, mažą garavimo greitį darbinėje temperatūroje, kas lemia gamybą. aukštas terminas paslaugas ir panašiai. 1 lentelėje parodytos ugniai atsparių metalų lydymosi temperatūros. Ugniai atspariausias metalas yra volframas, kuris, kartu su dideliu lankstumu ir mažu garavimo greičiu, užtikrino jo platų naudojimą kaip kaitinamųjų lempų siūlas.

1 lentelė

Metalų ir jų junginių lydymosi temperatūra

Metalai	T, °С	Karbidai ir jų mišiniai	T, °С	Nitridai	T, °С	Boridai	T, °С
Volframas Renis Tantalas Osmis Molibdenas Niobis Iridiumas Cirkonis Platina	3410 3180 3014 3050 2620 2470 2410 1825 1769	4TaC+ +HiC 4TaC+ +ZrC HfC TaC ZrC NbC TiC W.C. W2C MoC VnC ScC SiC	3927 3887 3877 3527 3427 3127 2867 2857 2687 2557 2377 2267	TaC+ + TaN HfN TiC+ + TiN TaN ZrN TiN BN	3373 3087 2977 2927 2727	HfB ZrB W.B.	3067 2987 2927

Volframo garavimo greitis 2870 ir 3270°C temperatūroje yra 8,41×10 -10 ir 9,95×10 -8 kg/(cm²×s).

Tarp kitų medžiagų perspektyviu galima laikyti renį, kurio lydymosi temperatūra yra šiek tiek žemesnė nei volframo. Renis gali būti lengvai apdirbamas kaitinant, atsparus oksidacijai ir mažesnis garavimo greitis nei volframo. Yra užsienio publikacijų apie lempų su volframo siūlu su renio priedais gamybą, taip pat kaitinamojo siūlelio padengimą renio sluoksniu. Iš nemetalinių junginių domina tantalo karbidas, kurio garavimo greitis yra 20-30% mažesnis nei volframo. Karbidų, ypač tantalo karbido, naudojimo kliūtis yra jų trapumas.

2 lentelėje parodytos pagrindinės fizinės savybės tobulas kūnas siūlas pagamintas iš volframo.

2 lentelė

Pagrindinės fizinės volframo gijos savybės

Temperatūra, K	Garavimo greitis, kg/(m²×s)	Elektros varža, 10 -6 Ohm × cm	Ryškumas cd/m²	Šviesos efektyvumas, lm/W	Spalvos temperatūra, K
1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400	5,32 × 10 -35 2,51 × 10 -23 8,81 × 10 -17 1,24 × 10 -12 8,41 × 10 -10 9,95 × 10 -8 3,47 × 10 -6	24,93 37,19 50,05 63,48 77,49 92,04 107,02	0,0012 1,04 51,2 640 3640 13260 36000	0,0007 0,09 1,19 5,52 14,34 27,25 43,20	1005 1418 1823 2238 2660 3092 3522

Svarbi volframo savybė yra galimybė gaminti jo lydinius. Iš jų pagamintos dalys išlaiko stabilią formą, kai aukšta temperatūra. Kaitinant volframo laidą, kaitinamojo siūlelio terminio apdorojimo ir vėlesnio kaitinimo metu įvyksta jo vidinės struktūros pasikeitimas, vadinamas termine perkristalizacija. Priklausomai nuo perkristalizacijos pobūdžio, gijų korpusas gali turėti didesnį arba mažesnį matmenų stabilumą. Rekristalizacijos pobūdžiui įtakos turi priemaišos ir priedai, pridedami prie volframo gamybos proceso metu.

Į volframą pridėjus torio oksido ThO 2, sulėtėja jo perkristalizavimo procesas ir gaunama smulkiai kristalinė struktūra. Toks volframas yra stiprus veikiant mechaniniams smūgiams, tačiau jis labai smunka, todėl netinka spiralių pavidalo gijų korpusams gaminti. Volframas, turintis didelį torio oksido kiekį, dėl didelio spinduliavimo koeficiento naudojamas dujų išlydžio lempų katodams gaminti.

Spiralėms gaminti naudojamas volframas su silicio oksido SiO 2 priedu kartu su šarminiais metalais - kaliu ir natriu, taip pat volframu, kuriame, be nurodytų, yra aliuminio oksido Al 2 O 3 priedas. Pastarasis suteikia geriausi rezultatai bispiralių gamyboje.

Daugumos kaitinamųjų lempų elektrodai yra pagaminti iš gryno nikelio. Pasirinkimą lemia geros šio metalo vakuuminės savybės, išskiriančios jame sorbuojamos dujos, aukštos laidumo savybės ir suvirinamumas volframu ir kitomis medžiagomis. Nikelio kaliumas leidžia suvirinimą volframu pakeisti suspaudimu, kuris užtikrina gerą elektros ir šilumos laidumą. IN vakuuminiai vamzdeliai kaitrinėse lempose vietoj nikelio naudojamas varis.

Laikikliai dažniausiai gaminami iš molibdeninės vielos, kuri išlaiko elastingumą aukštoje temperatūroje. Tai leidžia išlaikyti kaitinimo siūlelio korpusą ištįsusį net po to, kai jis išsiplečia dėl kaitinimo. Molibdeno lydymosi temperatūra yra 2890 K, o linijinio plėtimosi temperatūros koeficientas (TCLE) yra nuo 300 iki 800 K, lygus 55 × 10 -7 K -1. Molibdenas taip pat naudojamas ugniai atsparaus stiklo įdėklams gaminti.

Kaitinamųjų lempų gnybtai pagaminti iš varinės vielos, kurios galas privirinamas prie įvadų. Kaitrinėms lempoms maža galia Atskirų laidų nėra; jų vaidmenį atlieka pailgi iš platinos pagaminti laidai. Laidams lituoti prie pagrindo naudojamas POS-40 prekės ženklo alavo-švino lydmetalis.

Stiklas

Stiebai, plokštės, strypai, kolbos ir kitos stiklo dalys, naudojamos toje pačioje kaitrinėje lempoje, gaminamos iš silikatinio stiklo, turinčio tokį patį temperatūrinį linijinio plėtimosi koeficientą, kuris būtinas šių dalių suvirinimo taškų sandarumui užtikrinti. Lempos stiklų linijinio plėtimosi temperatūros koeficiento vertės turi užtikrinti nuoseklių jungčių susidarymą su metalais, naudojamais įvorėms gaminti. Plačiausiai naudojamas stiklas yra SL96-1 prekės ženklas, kurio temperatūros koeficientas yra 96 × 10 -7 K -1. Šis stiklas gali veikti nuo 200 iki 473 K temperatūroje.

Vienas iš svarbius parametrus stiklas yra temperatūros diapazonas, kuriame jis išlaiko suvirinamumą. Siekiant užtikrinti suvirinamumą, kai kurios dalys yra pagamintos iš SL93-1 stiklo, kuris skiriasi nuo SL96-1 stiklo cheminė sudėtis ir platesnis temperatūros diapazonas, kuriame jis išlaiko suvirinamumą. SL93-1 stiklas pasižymi dideliu švino oksido kiekiu. Jei reikia sumažinti kolbų dydį, naudojami ugniai atsparesni stiklai (pavyzdžiui, SL40-1 klasės), kurių temperatūros koeficientas yra 40 × 10 -7 K -1. Šie stiklai gali veikti nuo 200 iki 523 K temperatūroje. Aukščiausia darbinė temperatūra turi SL5-1 markės kvarcinį stiklą, iš kurio kaitrinės lempos gali veikti 1000 K ar aukštesnėje temperatūroje kelis šimtus valandų (kvarcinio stiklo linijinio plėtimosi temperatūros koeficientas 5,4 × 10 -7 K -1). Išvardytų prekių ženklų stiklas yra skaidrus optinei spinduliuotei, kurios bangos ilgis yra nuo 300 nm iki 2,5 - 3 mikronų. Kvarcinio stiklo pralaidumas prasideda nuo 220 nm.

Įėjimai

Įvorės pagamintos iš medžiagos, kuri kartu su geru elektros laidumu turi turėti linijinio plėtimosi šiluminį koeficientą, užtikrinantį nuoseklių sandūrų susidarymą su kaitinamųjų lempų gamybai naudojamu stiklu. Medžiagų sandūros vadinamos nuosekliomis, kurių linijinio plėtimosi šiluminio koeficiento vertės visame temperatūros diapazone, tai yra nuo minimalios iki stiklo atkaitinimo temperatūros, skiriasi ne daugiau kaip 10–15%. Lituojant metalą į stiklą, geriau, jei metalo linijinio plėtimosi šiluminis koeficientas yra šiek tiek mažesnis nei stiklo. Tada, kai lydmetalis atvėsta, stiklas suspaudžia metalą. Jei nėra metalo, turinčio reikiamą linijinio plėtimosi šiluminio koeficiento vertę, būtina atlikti neprilygstamas jungtis. Šiuo atveju vakuumui sandari metalo ir stiklo jungtis visame temperatūros diapazone, taip pat mechaninis stiprumas Litavimo jungtys yra su specialia konstrukcija.

Suderinta jungtis su SL96-1 stiklu gaunama naudojant platininius laidus. Dėl didelės šio metalo kainos atsirado poreikis sukurti pakaitalą, vadinamą „platinitu“. Platinitas yra viela, pagaminta iš geležies ir nikelio lydinio, kurios šiluminis linijinio plėtimosi koeficientas yra mažesnis nei stiklo. Ant tokios vielos padengus vario sluoksnį, galima gauti labai laidžią bimetalinę vielą, turinčią didelį linijinio plėtimosi šiluminį koeficientą, priklausomai nuo užtepamo vario sluoksnio sluoksnio storio ir linijinio plėtimosi šiluminio koeficiento. originalus laidas. Akivaizdu, kad šis linijinio plėtimosi temperatūros koeficientų derinimo būdas leidžia daugiausia suderinti diametralinį plėtimąsi, o išilginio plėtimosi temperatūros koeficientas lieka nesuderintas. Siekiant užtikrinti geresnį SL96-1 stiklo siūlių su platinitu vakuuminį tankį ir padidinti vario sluoksnio, oksiduoto per paviršių iki vario oksido, drėkinamumą, viela padengiama borakso (natrio druskos) sluoksniu. boro rūgšties). Pakankamai tvirti lydmetalai užtikrinami naudojant platinos vielą, kurios skersmuo iki 0,8 mm.

Vakuuminis sandarus litavimas į SL40-1 stiklą gaunamas naudojant molibdeno vielą. Ši pora užtikrina nuoseklesnį ryšį nei SL96-1 stiklas su platina. Ribotas naudojimasŠis lydmetalis yra dėl didelių žaliavų kainų.

Norint gauti vakuumui nepralaidžius kvarcinio stiklo laidus, reikalingi metalai su labai mažu šiluminiu linijinio plėtimosi koeficientu, kurių nėra. Todėl įvesties dizaino dėka gaunu reikiamą rezultatą. Naudojamas metalas yra molibdenas, kuris gerai drėkina kvarcinį stiklą. Kaitrinėms lempoms kvarcinėse kolbose naudojamos paprastos folijos įvorės.

Dujos

Kaitinamųjų lempų užpildymas dujomis leidžia padidinti kaitinamojo siūlo darbinę temperatūrą nesumažinant eksploatavimo trukmės, nes sumažėja volframo purškimo greitis dujinėje aplinkoje, palyginti su purškimu vakuume. Purškimo greitis mažėja didėjant molekulinei masei ir pripildymo dujų slėgiui. Pripildymo dujų slėgis yra maždaug 8 × 104 Pa. Kokias dujas turėčiau naudoti tam?

Naudojant dujinę terpę, dėl šilumos laidumo per dujas ir konvekciją prarandama šilumos. Siekiant sumažinti nuostolius, naudinga užpildyti lempas sunkiomis inertinės dujos arba jų mišiniai. Šios dujos yra azotas, argonas, kriptonas ir ksenonas, gaunamas iš oro. 3 lentelėje pateikti pagrindiniai inertinių dujų parametrai. Įeina azotas gryna forma nenaudotas, nes didelių nuostolių, susijęs su santykinai dideliu šilumos laidumu.

3 lentelė

Pagrindiniai inertinių dujų parametrai

Tarp dirbtinio apšvietimo šaltinių labiausiai paplitusios kaitrinės lempos. Visur, kur yra elektros srovė, galima rasti jos energijos pavertimą šviesa, tam beveik visada naudojamos kaitrinės lempos. Išsiaiškinkime, kaip ir kas juose įkaista, kokie jie yra.

Konkrečios lempos ypatybes galima sužinoti ištyrus ant metalinio pagrindo įspaustą rodyklę.

Rodyklėje naudojami šie raidiniai ir skaitiniai ženklai:

B - Spiralinis, argono užpildas
BC - Spiralinis, kriptono užpildas
B - Vakuuminis
G – užpildytas dujomis, užpildytas argonu
DS, DS – Dekoratyvinės lempos
RN – įvairios paskirties
A - lempos gaubtas
B - Susukta forma
D - Dekoratyvinė forma
E - Su varžto pagrindu
E27 – pagrindinė versija
Z - Veidrodis
ZK - Koncentruotas veidrodinės lempos šviesos paskirstymas
ZSh – platus šviesos paskirstymas
215-230V - Rekomenduojama įtampos skalė
75 W - Elektros energijos suvartojimas

Kaitinamųjų lempų tipai ir jų funkcinė paskirtis

Bendrosios paskirties kaitrinės lempos

Savaip funkcinis tikslas Labiausiai paplitusios yra bendros paskirties kaitinamosios lempos (GLP). Visi Rusijoje pagaminti LON turi atitikti GOST 2239-79 reikalavimus. Jie naudojami išorės ir vidaus, taip pat dekoratyviniam apšvietimui, buityje ir pramoniniai tinklai su 127 ir 220 V įtampa ir 50 Hz dažniu.

LON tarnavimo laikas yra gana trumpas, vidutiniškai apie 1000 valandų, o efektyvumas mažas – tik 5% elektros energijos paverčia šviesa, o likusi dalis išsiskiria kaip šiluma.

Mažos galios (iki 25 W) LON ypatybė yra anglies siūlas, naudojamas juose kaip siūlas. Ši pasenusi technologija buvo naudojama pirmajame "" ir buvo išsaugota tik čia.

Seizmui atsparios lempos, taip pat priklauso LON grupei, struktūriškai gali atlaikyti iki 50 ms trunkantį seisminį smūgį.

Kaitrinės prožektorinės lempos

Kaitriniai prožektoriai turi žymiai didesnę galią, lyginant su kitais tipais, ir yra skirti kryptiniam apšvietimui arba šviesos signalų tiekimui dideliais atstumais. Pagal GOST jos skirstomos į tris grupes: plėvelės projekcinės lempos (GOST 4019-74), bendros paskirties prožektoriai (GOST 7874-76) ir švyturių lempos (GOST 16301-80).

Naudojant trijų laidų laidus namų tinklas numato aukšto lygio priešgaisrinė sauga ir sumažina pavojų žmonių gyvybei. Norėdami išspręsti problemą, pakanka laikytis pagrindinių taisyklių ir diegimo schemos.

Dėl įrangos elektros tinklai Gyvenamosiose patalpose su apsaugos įranga reikia pasirinkti, ar įrengti RCD arba difavtomatą. Gali padėti šiuo klausimu. Difavtomatą galite įdiegti keliais būdais, apie kuriuos galite perskaityti.

Prožektorių lempų kaitinamojo pluošto korpusas yra ilgesnis ir kompaktiškesnis, kad padidėtų bendras ryškumas ir vėlesnis fokusavimas šviesos srautas. Fokusavimo užduotis sprendžiama specialiomis fokusavimo bazėmis, kurios yra kai kuriuose modeliuose, arba optiniais lęšiais prožektorių ir švyturių konstrukcijose.

Didžiausia šiandien Rusijoje gaminamų prožektorių lempų galia yra 10 kW.

Kaitrinės veidrodinės lempos

Veidrodinės kaitrinės lempos išsiskiria specialia lemputės konstrukcija ir atspindinčiu aliuminio sluoksniu. Šviesai laidžioji lemputės dalis pagaminta iš matinis stiklas, kuri suteikia šviesai švelnumo ir išlygina kontrastingus objektų šešėlius. Tokios lempos žymimos šviesos srauto tipą rodančiais indeksais: ZK (koncentruotas šviesos paskirstymas), ZS (vidutinis šviesos paskirstymas) arba ZSh (platus šviesos paskirstymas).

Šiai grupei taip pat priklauso neodimio lempos, kurių skirtumas yra neodimio oksido pridėjimas prie kompozicijos, iš kurios pučiama stiklinė lemputė, formulė. Dėl to dalis geltonojo spektro absorbuojama ir spalvos temperatūra pereina į ryškesnės baltos spinduliuotės sritį. Tai leidžia vidaus apšvietimui naudoti neodimio lempas, kad būtų didesnis ryškumas ir išsaugomi atspalviai interjere. Neodimio lempų indeksas buvo įtrauktas į raidę „N“.

Veidrodinių lempų taikymo sritis didžiulė: vitrinos, scenos apšvietimas, šiltnamiai, šiltnamiai, gyvulininkystės fermos, medicinos kabinetų apšvietimas ir daug daugiau.

Kaitinamosios halogeninės lempos

Prieš nustatydami, kokios kaitrinės lempos jums reikia, verta išstudijuoti savybes ir žymes esamų tipų. Turėdami visą jų įvairovę, turite tiksliai suprasti pasirinktos lempos paskirtį ir kaip bei kur ji bus naudojama. Nesugebėjimas suderinti lempos charakteristikų su užduotimis, kurioms ji perkama, gali ne tik sukelti nereikalingų išlaidų, bet ir sukelti avarinės situacijos, iki elektros tinklo pažeidimo ir gaisro.